一种用于清洁机的地刷模块及清洁机

技术领域

本发明涉及家庭清洁工具领域，具体属于一种用于清洁机的地刷模块及清洁机。

背景技术

在家庭清洁领域，手持式负压清洁工具已经从有线插电设备的时代，逐渐过渡为以无线吸尘器、洗地机为主流的无线设备时代，省去了线束的限制，使机身具有了高度自由化的操作空间，从而大大降低了家务劳动的强度，极大的提升了人们生活的幸福感。由于负压清洁工具在工作时会直接与地面接触，虽然起到了清理地面的作用，但机身的移动性却因为与地面摩擦力的增大而受限，操作时会出现推不动、拉不走的情形。

为了解决设备的移动问题，一部分厂商对刷头装配的位置进行了改进，借助于刷头本身的转动，在实现清洁地面的同时还能与地面间产生利于行进的推动力，从而起到助力效果，例如专利号为CN201720866948.4的中国实用新型公开了一种《吸尘器地刷及其吸尘器》，刷毛与待清洁面的过盈量致使滚刷组件与待清洁面之间产生较大的摩擦力，由于作用力与反作用力的存在，在滚刷组件旋转过程中会产生明显的向前推力，从而达到省力的效果。还有一部分厂商在设备上添加了独立的助力系统，例如专利号为CN202011074654.0的中国发明申请就公开了《一种后轮反向驱动的吸尘器地刷》，该地刷中，后轮电机固定安装在地刷主体的后轮安装座内，后轮电机的转轴连接后轮，后轮的轴线和前轮的轴线平行。在向后拉动吸尘器地刷时，地刷上后轮电机驱动后轮向后转动，以实现助力作用。

上述的助力模式虽然起到了一定的效果，但大多是利用电机直驱后轮，由于洗地机在清洁时需要执行前后拖动的动作，在频繁且快速的方向转换过程中，电机无法立刻转换转动态势，导致实际使用时助力很难及时切换，不能在第一时间起到助力效果。此外，现有的助力机构通常完全置于地刷模块内部，占用地刷模块内部原有的空间。

因此还需要对现有的助力模式进行改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种利用飞轮对地刷模块实现助力的用于清洁机的地刷模块。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种实现无需对转动中的飞轮立即刹停就能实现助力方向快速切换的用于清洁机的地刷模块。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种以滚轮转动作为飞轮转动动力来源的用于清洁机的地刷模块。

本发明所要解决的第四个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有上述地刷模块的清洁机。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于清洁机的地刷模块，包括：

外壳，具有滚轮和用来待清洁物体进行扫刷的清洁单元，沿着地刷模块的行进方向，所述清洁单元布置在外壳的前侧且与上游负压源流体连通，所述滚轮被布置成相对外壳转动且其转动轴线的延伸方向与地刷模块的行进方向相交叉，以地刷模块向前移动时滚轮的转动方向为正向、地刷模块向后移动时滚轮的转动方向为反向；

助力机构，具有能相对所述外壳转动的飞轮，所述飞轮设于外壳上且其转动轴线与地刷模块的行进方向相交叉，并且，在所述飞轮处于转动状态下，其转动方向与滚轮的滚动方向保持一致；以及

驱动机构，设于所述外壳内且其动力输出端能与飞轮驱动连接。

为了进一步节省外壳的内部空间，优选地，所述外壳的后侧中空形成安装腔，所述驱动机构设于所述安装腔内，所述飞轮至少局部位于安装腔的外围。

为了避免飞轮对地刷模块转向节产生影响，优选地，所述外壳的后侧开设有顶部敞口且能供地刷模块转向节容置其中的安装槽，所述安装槽的后侧留有缺口，所述飞轮设于该缺口处且与安装槽的内端壁留有供地刷模块转向节前后活动的避让区域。

优选地，所述飞轮有两个，分别为第一飞轮和第二飞轮，沿着外壳的宽度方向，所述第一飞轮和第二飞轮在缺口的宽度方向上间隔布置。两个飞轮的设计，使助力系统在地刷模块行进的初期蓄能上限提高，不仅能够提升助力效果，还能在地面行进受阻后提供较大的脱困外驱力。

为了进一步解决上述第二个技术问题，加快助力方向的切换速度，本发明所采用的技术方案为：所述第一飞轮仅能相对壳体正向转动，而所述第二飞轮仅能相对壳体反向转动，在地刷模块处于向前移动而使滚轮正向转动的状态下，所述驱动机构的输出端连接在第一飞轮上；在地刷模块处于向后移动而使滚轮反向转动的状态下，所述驱动机构的输出端连接在第二飞轮上。如果仅采用单个飞轮，地刷模块行进方向的变化，需要反复执行飞轮刹停的动作，这样不仅浪费了飞轮的动能，增加能耗，还使得整个助力方向切换过程十分不自然，飞轮再启动的时间也过久，不能做到无缝衔接。而两个飞轮的转动方向相反，则在原本转动的飞轮刹停之前，另一个就可以小幅度旋转先“预热”。当然在整机未启动时，初次使用也可以让两个飞轮均先小幅度旋转进行预热，这样无论是地刷模块启动瞬间或者是往复拖拉，都能实现助力方向的快速切换，十分实用。

为了确保动力能传动到两个飞轮处，优选地，所述第一飞轮和第二飞轮同轴连接有第一传动轮，所述驱动机构的输出轴上同轴设置有第三传动轮，所述第一传动轮和第三传动轮传动连接。

为了确保一个飞轮转动时，不会对另一个飞轮造成干涉，优选地，所述第一飞轮和第二飞轮均通过差速结构与第一传动轮联动。

具体地，所述第一传动轮沿其转动轴线的延伸方向侧向延伸形成有第一轴座，所述差速结构包括周向布置在第一轴座上且沿着第一传动轮轴向向外延伸的第一单向齿，所述第一飞轮和第二飞轮均在邻近第一轴座的一侧具有适配所述第一单向齿的第二单向齿，所述第一传动轮两侧第一单向齿的排布方向相反，以使第一飞轮和第二飞轮在通过各自的第二单向齿对应的第一单向齿啮合后单向转动。这样通过两组单向齿的啮合设计，仅通过驱动第一传动轮就能实现对两个转动方向上的第一飞轮和第二飞轮转动的动力传动。正是由于第一传动轮两侧第一单向齿的排布方向相反的设计，当一个飞轮因为第二单向齿与对应的第一单向齿卡死而转动时，另外一个飞轮上的第二单向齿就会与对应的第一单向齿发生滑脱，从而确保转动方向相反的两个飞轮能够择一转动，如此能够精简动力的传动结构，十分实用。

优选地，所述差速结构还包括有两个弹性件，两个弹性件能分别作用在第一飞轮和第二飞轮上，以使第一飞轮和第二飞轮始终具有朝向第一传动轮移动的趋势，从而使对应的第一单向齿与第二单向齿啮合。弹性件的作用，除了使两个组单向齿能够精准啮合，在转动的飞轮因为外力作用卡死时，在转动的大力作用下，飞轮能沿着第一传动轮的轴向向远离第一传动轮方向移动，从而对飞轮进行泄能，避免打齿情况对单向齿造成结构性损伤。

为了确保对两个飞轮的安装，优选地，所述外壳的后侧具有竖向延伸的安装座，该安装座具有安装空间，所述安装座上具有竖向延伸的两个隔板而将安装空间分隔形成并排布置的三个容置槽，所述第一传动轮位于中间的容置槽内，所述第一飞轮和第二飞轮分别容置在两侧的容置槽内。

具体地，所述安装座的两侧均具有端壁，所述第一飞轮和第二飞轮均包括有盘体和穿设在盘体中心处的转轴，所述转轴的两端分别穿设在对应的端壁和隔板上，两个所述弹性件分别位于两侧的容置槽内，且弹性件的两端分别与对应的端壁和盘体相抵。

具体地，两个所述转轴均在邻近第一轴座的端部设置有第二轴座，所述每个第二轴座上都对应开设有第二单向齿。

为了进一步解决上述第三个技术问题，本发明所采用的技术方案为：所述外壳在地刷模块行进方向的两侧各具有一个滚轮，所述外壳的后侧横向穿设有传动轴，两个滚轮中的至少其中一个连接在传动轴的端部且能与传动轴同步转动，所述传动轴上还设置有第二传动轮，所述滚轮通过第二传动轮与第一传动轮的传动连接而择一驱动第一飞轮和第二飞轮转动。这样通过传动轴将飞轮的转动与滚轮关联的设计，不仅飞轮的转动能够对地刷模块的行进提供助力，同时滚轮的转动又能反作用与飞轮上，使其保持飞速转动的态势，在地刷模块仅进行单方向移动时，仅需要在初始阶段利用驱动机构起步，后续仅需要很小的力就能维持地刷模块的匀速前进。

具体地，所述第一传动轮的周缘具有第一齿部，对应所述第二传动轮的周缘具有第二齿部，所述安装座上还设置有差速齿轮，该差速齿轮布置在第一传动轮和第二传动轮之间，且其上的第三齿部分别与第一齿部和第二齿部啮合。

优选地，所述差速齿轮具有沿着轴向依次布置的第一齿盘和第二齿盘，所述第一齿盘和第二齿盘的外壁上均具有第三齿部，所述第一齿盘与第一传动轮啮合，第二齿盘与第二传动轮啮合，并且，所述驱动机构的输出轴上的第三传动轮为不完全齿，该不完全齿间歇地与第三齿部啮合。

优选地，所述第一齿盘的直径大于第二齿盘的直径。

为了确保能对地面实现扫刷，优选地，所述清洁单元具有导风通道，所述导风通道具有开口朝下的吸尘口以及与所述吸尘口流体连通的出风口，沿着气流流动路径，所述出风口位于所述吸尘口的下游，所述吸尘口处能转动的设置有刷头。

为了避免在地面上留有过多的水渍，优选地，所述外壳内具有用于向吸尘口处输送净水的导水管，所述第一齿盘的背部设置有凸轮，所述导水管局部竖向延伸且竖向延伸的部分位于凸轮的转动路径上，导水管竖向延伸部分的管壁能在凸轮作用下发生形变而收缩，从而使流体在凸轮正向转动或者反向转动的间歇作用下，对应的增大水流或者减小水流。

为了进一步解决上述第三个技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种清洁机，具有上述的地刷模块，还包括有风机模块和用来分离水及灰尘混合物的分离模块，沿着气流流动路径，所述分离模块位于所述地刷模块和风机模块之间，并且，所述地刷模块、分离模块和风机模块流体连通。

优选地，所述清洁机为洗地机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该用于清洁机的地刷模块中，通过在外壳上设置能相对外壳转动飞轮，并使飞轮转动轴线与地刷模块的行进方向相交叉，这样在地刷模块移动时，驱动机构能够根据滚刷转动的方向随时驱动飞轮与滚轮同向转动，即便是停止驱动机构的驱动，飞轮仍然具有较大的转动惯量，因此会带动洗地机沿着原有的行进姿态继续行进，当使用者反复推拉时，电机能够迅速驱动飞轮进行反向转动，从而实现助力方向的快速切换，十分实用。

附图说明

图1为本发明实施例中地刷模块的整体结构示意图；

图2为图1第一角度的整体示意图；

图3为图1第二角度的整体示意图；

图4为本发明实施例中地刷模块省略部分外壳后的内部示意图；

图5为本发明实施例中地刷模块第一角度的整体结构剖视图；

图6为本发明实施例中地刷模块第二角度的整体结构剖视图；

图7为本发明实施例中安装座的整体结构示意图；

图8为飞轮与差速结构的配合示意图；

图9为图8省略部分结构后另一角度的分解示意图；

图10为飞轮与容置槽的安装示意图；

图11为本发明实施例中清洁机的整体示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图11所示，为本发明的一个优选实施例。本实施例中的地刷模块适用于清洁机中，可以是吸尘器、扫地机器人等，这里以能够实现干湿两用的洗地机为例，该清洁机还包括有用于分离流体的分离模块02以及提供负压源的风机模块03，地刷模块01、分离模块02和风机模块03沿着流体的流动路径依次布置，分离模块02的进口端与吸尘腔10流体连通，分离模块02的出口端与风机模块03的进口端流体连通。

本实施例中的地刷模块包括外壳1、助力机构3和驱动机构2。上述的外壳1具有滚轮11和用来待清洁物体进行扫刷的清洁单元12，沿着地刷模块的行进方向，清洁单元12布置在外壳1的前侧且与上游负压源流体连通，滚轮11被布置成相对外壳1转动且其转动轴线的延伸方向与地刷模块的行进方向相交叉。为了方便对本文中转动方向的描述，这里以地刷模块向前移动时滚轮11的转动方向为正向、地刷模块向后移动时滚轮11的转动方向为反向，且下文中的转动体，凡是涉及到正转或反转的描述，其转动方向均可参考此处的定义。

具体而言，在本实施例中，为了确保行进稳定，上述的外壳1在地刷模块行进方向的两侧各具有一个滚轮11，外壳1的后侧横向穿设有传动轴15，两个滚轮11中的至少其中一个连接在传动轴15的端部且能与传动轴15同步转动。上述的清洁单元12具有导风通道120，导风通道120具有开口朝下的吸尘口1a以及与吸尘口1a流体连通的出风口1b，沿着气流流动路径，出风口1b位于吸尘口1a的下游，吸尘口1a处能转动的设置有刷头16。为了确保地刷模块具有足够的扫刷面积，上述的刷头16有四个且转动轴向均竖向延伸，各所述刷头16在外壳1的宽度方向上间隔布置。

本实施例中，地刷模块行进的助力是通过助力机构3来实现的，该助力机构3具有设于外壳1上且能相对外壳1转动的飞轮，该助力机构3能够实现助力的核心是利用飞轮形成惯性轮。由于具有一定质量的转动体在转动时具有的转动惯量，因此转动不易停止，将地刷模块启动时驱动机构提供的初始动能以飞轮转动的形式储存起来，在行进过程中释放，就能实现助力的目的。惯性轮的原理常用于小型玩具中，详情可参见中国授权发明专利《一种可自动翻转变形的玩具车》，其专利申请号为：CN201710631555.X(授权公告号为CN107261520B)，在此不做赘述。

当然飞轮需要合适的装配才能与地刷模块适配而实现助力，本实施例中的飞轮设于外壳1上且其转动轴线与地刷模块的行进方向相交叉，并且，在飞轮处于转动状态下，其转动方向与滚轮11的滚动方向保持一致。上述的驱动机构2设于外壳1内且其动力输出端能与飞轮驱动连接。启动时，由驱动机构2输送给飞轮一定的动能，就能减轻推动地刷模块行进的推力，使清洁变得更加省力。本实施例中的外壳1在后侧中空形成安装腔10，上述的驱动机构2设于安装腔10内，而飞轮则是至少局部位于安装腔10的外围。为了避免对安装腔10内的部件发生干涉，上述的飞轮位于安装腔10之外。具体而言，在外壳1的后侧开设有顶部敞口且能供地刷模块转向节容置其中的安装槽101，安装槽101的后侧留有缺口102，飞轮设于该缺口102处且与安装槽101的内端壁留有供地刷模块转向节100前后活动的避让区域。

实现飞轮助力的具体形式有多种，本实施例中的飞轮有两个，分别为第一飞轮301和第二飞轮302，沿着外壳1的宽度方向，第一飞轮301和第二飞轮302在缺口102的宽度方向上间隔布置。其中第一飞轮301仅能相对壳体正向转动，而第二飞轮302仅能相对壳体反向转动，在地刷模块处于向前移动而使滚轮11正向转动的状态下，驱动机构2的输出端连接在第一飞轮301上；在地刷模块处于向后移动而使滚轮11反向转动的状态下，驱动机构2的输出端连接在第二飞轮302上。这样根据地刷模块不同的行进状态，驱动机构2都能及时的通过切换输出端的连接，实现对第一飞轮301或第二飞轮302的驱动。具体而言，第一飞轮301和第二飞轮302同轴连接有第一传动轮31，驱动机构2的输出轴上同轴设置有第三传动轮，第一传动轮31和第三传动轮传动连接。

为了精简驱动传动结构，上述的第一飞轮301和第二飞轮302转动所需的动力均能由驱动机构2提供，本实施例中的第一飞轮301和第二飞轮302均通过差速结构与第一传动轮31联动。具体而言，上述第一传动轮31沿其转动轴线的延伸方向侧向延伸形成有第一轴座33，差速结构包括周向布置在第一轴座33上且沿着第一传动轮31轴向向外延伸的第一单向齿34，第一飞轮301和第二飞轮302均在邻近第一轴座33的一侧具有适配第一单向齿34的第二单向齿35，第一传动轮31两侧第一单向齿34的排布方向相反，以使第一飞轮301和第二飞轮302在通过各自的第二单向齿35对应的第一单向齿34啮合后单向转动。为了确保两组第一单向齿34的第二单向齿35在传动时啮合精准，上述的差速结构还包括有两个弹性件36，两个弹性件36能分别作用在第一飞轮301和第二飞轮302上，以使第一飞轮301和第二飞轮302始终具有朝向第一传动轮31移动的趋势，从而使对应的第一单向齿34与第二单向齿35啮合。

当然，为了避免干涉，上述的驱动传动结构均位于外壳1外围，在外壳1的后侧具有竖向延伸的安装座13，该安装座13具有安装空间，安装座13上具有竖向延伸的两个隔板14而将安装空间分隔形成并排布置的三个容置槽140，第一传动轮31位于中间的容置槽140内，第一飞轮301和第二飞轮302分别容置在两侧的容置槽140内。其中安装座13的两侧均具有端壁，第一飞轮301和第二飞轮302均包括有盘体303和穿设在盘体303中心处的转轴304，转轴304的两端分别穿设在对应的端壁和隔板14上，两个弹性件36分别位于两侧的容置槽140内，且弹性件36的两端分别与对应的端壁和盘体303相抵。上述两个转轴304均在邻近第一轴座33的端部设置有第二轴座305，每个第二轴座305上都对应开设有第二单向齿35。

除了驱动机构2直驱之外，上述飞轮的转动也可使用地刷行进作为动力源，但是由于飞轮转动的初期是蓄能阶段，较为费力，因此第二种助力形式可以采用“混动模式”，即在地刷启动的费力阶段，采用驱动机构2驱动飞轮转动，在地刷模块正常行走之后，利用行走的动能反向作用于飞轮，同时驱动机构2间歇为飞轮补充动力，从而使地刷模块在推进时具有较好的推进体感，轻便快捷。具体而言，为了实现飞轮与滚轮11的联动，在传动轴15上还设置有第二传动轮32，滚轮11通过第二传动轮32与第一传动轮31的传动连接而择一驱动第一飞轮301和第二飞轮302转动。其中，上述的第一传动轮31的周缘具有第一齿部，对应第二传动轮32的周缘具有第二齿部，安装座13上还设置有差速齿轮37，该差速齿轮37布置在第一传动轮31和第二传动轮32之间，且其上的第三齿部分别与第一齿部和第二齿部啮合。

本实施例中的差速齿轮37具有沿着轴向依次布置的第一齿盘371和第二齿盘372，第一齿盘371和第二齿盘372的外壁上均具有第三齿部，第一齿盘371与第一传动轮31啮合，第二齿盘372与第二传动轮32啮合，并且，驱动机构2的输出轴上的第三传动轮为不完全齿38，该不完全齿38间歇地与第三齿部啮合。此外，上述的第一齿盘371的直径大于第二齿盘372的直径，从而确保两个飞轮能具有更大的线速度。

此外，在外壳1内具有用于向吸尘口1a处输送净水的导水管17，第一齿盘371的背部设置有凸轮373，导水管17局部竖向延伸且竖向延伸的部分位于凸轮373的转动路径上，导水管17竖向延伸部分的管壁能在凸轮373作用下发生形变而收缩，从而使流体在凸轮373正向转动或者反向转动的间歇作用下，对应的增大水流或者减小水流。使用时可以根据具体的需求将导水管17的竖向部分布置在凸轮373的前侧或者后侧，例如在本实施例中，由于地刷模块在行进时洗刷效果较好，因此需要更多的清水(清洁液)，而在后退时为了避免水渍残留，需要减少水的排出，此时选择将导水管17布置在凸轮373的后侧，由于啮合关系，与凸轮373同轴的差速齿轮37的转动方向刚好与滚轮11以及第一传动轮31相反，因此其后侧在切向上的方向在地刷模块前进时是向下的，即施加给导水管17竖向部分持续向下的推动力，从而促进液体的排出，以增强清洗效果；反之在地刷模块后退时是向上的，即施加给导水管17竖向部分持续向上的推动力，这样就能阻碍液体的排出，以避免水渍在地面残留。

本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

此外，在本发明的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本发明的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。